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冰梁受弯试验与冰壳受力性能分析

发布时间:2020-08-17 20:48
【摘要】:冰雪建筑材料具有易于就地取材,材料环保可持续又兼具美观效果的独特优势,在寒地有着巨大的应用潜力,然而其材料强度低,结构建造方式较为传统极大地限制了冰雪建筑结构的高度,跨度和形态。通过在纯冰中添加一定的增强纤维形成复合冰材料,可以明显改善冰材料的力学性能。但目前来看,针对复合冰材料基本受力性能的研究尚且较少,对于复合冰材料在受弯作用下的破坏形式、失效机理及承载性能缺乏相应的研究。本文以纯冰冰梁和复合冰冰梁为研究对象,通过电液伺服加载试验和冰梁原位四点弯曲加载试验,对冰梁受弯失效机理进行研究,并讨论配合比、温度、剪跨比等不同影响因素对冰梁承载性能的影响,为复合冰结构设计理论的建立奠定基础。鉴于上述的研究背景,主要开展了以下研究:(1)设计并完成了冰梁四点弯曲加载试验,结合以往纯冰冰梁相关试验结果,验证了研究方法的有效性和合理性,补充了冰材料弯曲加载试验的相关试验标准。(2)对比了不同温度,不同增强纤维配比,不同剪跨比,不同浇筑方式等参数对复合冰冰梁承载性能的影响。分析了不同温度下复合冰冰梁弹性模量的变化,不同纤维质量配合比下复合冰冰梁荷载位移曲线的曲线特征,不同剪跨比下复合冰冰梁受弯失效的破坏形式,以及不同加载方向分层冻结复合冰冰梁的承载性能。(3)结合冰梁电液伺服试验机和原位四点弯曲加载试验结果,讨论了纯冰冰梁和复合冰冰梁的受弯失效机理。随着施加荷载的不断增加,复合冰冰梁的破坏失效过程经历线性段、裂缝拓展段以及破坏失效段,增强纤维对冰材料的“拉结”作用凸显。(4)利用复合冰冰梁弯曲加载得到的材性数据对2018年初建造的两个复合冰壳结构进行了验算,判断结构自重作用下是否超限,讨论了不同温度下结构的位移变形以及不同厚度下的应力响应。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU31
【图文】:

因纽特人


如图 1-3 所示。冰宫全部采用冰砖砌筑,冰砖则由附近的河冰、湖冰等切割得到,这可被看作是传统冰雪建筑的起源。图1-1 因纽特人雪屋 图1-2 日本雪屋 图1-3 俄国冰雪宫殿

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如图 1-3 所示。冰宫全部采用冰砖砌筑,冰砖则由附近的河冰、湖冰等切割得到,这可被看作是传统冰雪建筑的起源。图1-1 因纽特人雪屋 图1-2 日本雪屋 图1-3 俄国冰雪宫殿

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如图 1-3 所示。冰宫全部采用冰砖砌筑,冰砖则由附近的河冰、湖冰等切割得到,这可被看作是传统冰雪建筑的起源。图1-1 因纽特人雪屋 图1-2 日本雪屋 图1-3 俄国冰雪宫殿

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本文编号:2795818

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